Spínací obvod

Číslo patentu: 263420

Dátum: 11.04.1989

Autori: Paták Zdeněk, Parkan Petr

Stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

Vynález řeší konkrétní uspoŕádání.spínacího obvodu vhodného pro rychlé spinání a rozpínání zätěže při vysokém napájecím napětí. K těmto účelům se V současné době používá vysokonapěřových bipolárnich spínacích tranzistorú. Jejich hlavními nevýhodami jsourelativně dlouhé spínaci časy, zvláště doba saturace a obtížné a energeticky náročné buzení. Perspektivní výkonové tranzistory MOS jsou zvláště pro vyšší závěrná napětí obtížně dostupné a zatím i poměrně drahé. Jsou známa i kaskődní zapojení vysokonapěřového bipolárního tranzistoru a rychlého nízkonapěřového tranzístoru, u kterých je možno dosáhnout krátkých spínacích časů při velkém závěrném napětí. U těchto zapojení je někdy vyřešeno i proudově závislé buzení vysokonapěřového tranzistoru pomocí snímacího transformátoru v jeho kolektoru. Nevýhodou je poměrná složitost a značné nároky kladené na nízkonapěřový tranzistor.Uvedené nevýhody odstraňuje spínací obvod podle vynálezu,jehož podstatou je, že emitor spínacího tranzistoru NPN je spojen se začátkem primárního vinutí snimacího transformátoru a s koncem sekundárního vinutí snímacího transformátoru, jehož začátek je spojens bázi spínacího tranzistoru NPN, kde konec primárního vinutí sní f.,(P N 4 xmacího transformátoru je přes ovládací tranzistor spojen se záporným výstupem napájecího zdroje, přičemž báze ovládacího tranzistoru je spojena s výstupem generátoru impulsů.Ovládací tranzistor spínacího obvodu může být typu PNP. Jeho emitor je spojen s koncem primárního vinutí snímacího transformátoru a jeho kolektor je spojen se zápbrným výstupem napájecího zdroje.V jiném provedení je ovládací tranzistor typu NPN, jehož kolektor je spojen s koncem primárního vihutí snímacího transformátoru a jeho emitor je spojen se záporným výstupem napájecího zdroje.V dalším provedení je ovládací tranzistor typu MOS, jehož kolektor je spojen s koncom primárního vinutí snímacího transformátoru a jeho emitor je spojen se záporným výstupem napájecího zdroje.Spínací obvod podle vynálezuzajištuje rychlé spínání 1 rozpínání s krátkou dobou saturace při vysokém napájecím napětí. Buzení spínacího obvodu je snadné a energeticky nenáročné. Spínací obvod je sestaven z běžně dostupných a levných součástek.Princíp vynálezu bude popsán pomocí přiloženého výkresu, kde je příklad zapojení spínacího obvodu podle vynálezu, v němž kladný výstup gg napájecího zdroje g je spojen s prvním vývodem zátěže 8.Její druhý vývod je spojen s kolektorem spínaoího tranzistoru 4 NPN.Jeho báze je spojena s katodou Zenerovy diody Ž a s prvním vývodem budicí impedance g. Její druhý vývod je spojen s kladným výstu pem 11 budicího zdroje 1. Jeho záporný výstup 1 g je spojen e anodou Zenerovy diody Ž a se záporným výstupom gg napájecího zdrojeg. Emitor spínacího tranzistoru 5 NPN je spojen se začátkem primárního vinutí 21 snímacího transformátoru Ž a s koncem sekundárního vinutí gg snímacího transformátoru §. Jeho začátek je spojen s bázíNPN. Konec primárního vinutí Ži snímacího- 3 transformátoru 2 je spojen s emitorem ovládacího tranzistoru 7.Jeho kolektor je spojen se záporným výstupom gg napájecího zdroje g. Báze ovládacího tranzistoru Z je-spojena s výstupem §j gene rátoru 6 impulsů.Funkce spĺnacího obvodu podle vynálezu je následující. Spínacítranzistor 4 NPN je vysokonapěřový bipolární tranzistor se závěr ným napětím daným velikosti napájecího zdroje 9 a charakterem zátě že 8. Ovládací tranzistor 1 je běžný nízkonapětový tranzistor typuPNP, jehož dovolený kolektorový proud je větší než maximální proud spínacího-obvodu určený zátěží §.Spínací obvod je ovládán z generátoru Q impulsů. Ovládací tranzistor 1 pracuje jako emitorový sledovač. V okamžiku přechodu jeho báze do nuly je přes budicí impedanci g z budicího zdroje 1 sepnut spínací tranzistor 5 NPN. Budicí zdroj 1 vytváří vhodné stejnosměrné napětí nebo impulsní průběh vhodné polarity a amplitudypro počáteční buzení spínaciho tranzistoru 3 NPN. Tim začne téci ikolektorový proud přes zátěž 8 z napájecího zdroje 9. Emitorovýproud spínacího tranzistoru 5 NPN protéká primárním vinutím Ž snímacího transformátoru Ž. V jeho sekundárním vinuti gg teče prouq určený poměrem počtu primárních a sekundárních závitů snímacího , transformátoru 5. Ten zajišťuje převážnou část budicího proudu spí nacího tranzistoru 4 NPN v době jeho sepnutí. Převod snímacíhotransformátoru§ se volí podle předpokládaného proudového zesilova cího činitele spínacího tranzistoru 4 NPN. Velikost budicího prou du je úměrná okamžité hodnotě kolektorového proudu spinacího tran zistoru 4 NPN.V okamžiku přechodu báze ovládacího tranzistoru 1 na kladnouúroveň napětí dojde okamžitě 1 k přerušení emitorového proudu spí265 420 4 nacího tranzistoru 4 NPN. Tím je ukončeno i buzení tohoto tranzis toru. Kolektorový proud se nyní uzavírá pŕes přechod kolektor - bá ze spínacího tranzistoru 4 NPN a Zenerovu diodu 5. Tím jsou z bázex . spínacího tranzistoru 3 NPN odvedeny náboje naakumulované v době buzení a spínací tranzistor 5 NPN se urychleně zavře.Výhodou spínacího obvodu podle vynálezu je dosažení ryohlého sepnutí i rozepnutí vysokonapěřového spínacího pranzistoru gNPN s krátkou dobou saturaoe. Rychlost spínání a rozpínání je určena ry chlostí emitorového aledovače tvořeného ov 1 ádacím.tranzistorem 7.vKrátká doba saturace je dana proudově závislým buzením pomocí snímacího tranaformátoru§ a velkou hodnotou zavíracího desaturačního proudu v bázi spínacího tranzistoru 3 NPN, která je rovna okamžité hodnotě jeho kolektorového proudu. Řízení ovládacího tranzistoru 1 z generátoru É impulsů je snadné a energeticky nenáročné. Z budicího zdroje 1 je odebírána energie pouze v počáteční době buzení spínacího tranzístoru 4 NPN. V době sepnutí je již většina budicíhoproudu dodávána z napájecího zdroje 9 přes snímaoí transformátor Súměrně kolektorovému proudu. Realizace snímacího tranaformátoru 2 je jednoduchá a«s nízkými požadavky na pracovní izolace vinutí. Funkce obvodu se nezmění, jestliže ovládací tranzistor 1 typu NP je nahrazen rychlým spínacím tranzistorem typu NPN nebo výkonovým tranzistorem MOS, zapojenými jako spínač. Spínací obvod podle vynálezu je vhodný pro realizaci rychlýchvysokonapěřových epínačů, zvláště pro síťové impulsně regulované

MPK / Značky

MPK: H03K 17/04

Značky: spínací, obvod

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/8-263420-spinaci-obvod.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Spínací obvod</a>

Podobne patenty